智能电动车控制内部结构讲解

智能电动车控制内部结构讲解
当下，电动车的流⾏程度越来越⾼，越来越多的⼈使⽤电动车控制器，电动车也更加智能化。

有了智能化的控制中⼼，就需要有其它电路来为其服务，我们在这⾥从头开始介绍。

了解智能电动车的内部结构会更加便于⼈们对智能电动车的维修。

⼀、电源部分
如图所⽰，以智能电动车采⽤的⾼标控制器的内部结构为例：
控制器有三组电源，第⼀组当然是提供总能源的电池，板⼦上的电解电容C1:1000µF，63V）C11:47µF，63V及
C13，C33:0.1µF63V是退耦⽤的，⽤于消除由于电源线、电路板⾛线所带来的电阻、寄⽣电感等引起的杂波⼲扰，由于⼯作在⼤电流、⾼频率、⾼温的状态下，特别对电解电容有损耗⾓⼩、耐⾼温的要求，普通的电解电容容易发热爆裂。

第⼆组电源提供12-15V的电压，这组电压主要提供给MOSFET的开通电压，由于场效应管的驱动要求⽐较特殊，必须
有10V以上20V以下的电压才能很好导通，所以必须有合适的电压供给，同时该组电压也为后⾯5V稳压块提供预稳压。

这组电压由LM317提供，输出⼤约13.5V。

由于LM317的输⼊输出压差不能超过40V,⽽输⼊电压可能⾼达60V，因此在前⾯加了⼀个330Ω，2W的电阻，既预先降压，⼜替317分担了⼀部分功耗。

第三组电源是5V，由LM78L05提供，由于78L05提供的最⼤电流只有100mA，所以另并联了两个1.5K的电阻以扩流，同时也分担⼀部分功耗。

在整个系统中，对5V电源的要求⽐较⾼，不单单是因为逻辑电路，MCU等的电源电压都不能过⾼，⽽且由于MCU的所有AD转换都是以5V电压为基准，所以当5V不准时会出现电流，⽋压值，⼿柄控制等均不能达到设计要求的情况，甚⾄不能动作，因此该电压的范围应被严格限制在4.90-5.10V之间。

⼆、信号输⼊与预处理部分
这部分电路包括电源电压输⼊、⼯作电流⽐较，放⼤输⼊、⼿柄电压输⼊、电机转⼦位置传感器的霍尔信号输⼊、刹车信号输⼊及各种其它功能开关信号输⼊等。

1.电源电压输⼊：由于MCU只接受0-5V的信号，所以电源电压必须经过分压才能输⼊MCU。

2.⼯作电流放⼤、输⼊：电路如图5
U3A是⼀个放⼤电路，它将康铜丝R55采样过来的电流信号经过6.5倍放⼤送⼊单⽚机。

最早的设计在R23上并联了⼀
个0.1µF的电容组成低通放⼤器，后来为了更好地实时检测电流，将该电容去掉，这样放⼤后的电压和电流的实际变化基本⼀致以便MCU采样值更接近于实际值。

U3B是⼀个⽐较器接法，实际也是⼀个⽐较器，正常时的电流绝对不会让该⽐较器翻转，当电流由于某种原因突然增⼤到⼀定程度，该⽐较器翻转从⽽触发单⽚机的外部中断，单⽚机就会完全关闭电机的输出进⼊保护状态，避免故障进⼀步扩⼤。

这⾥有⼈会问，为什么放⼤器的放⼤倍数取得这么⼩，如果放⼤倍数再⼤⼀点的话，单⽚机经过AD转换后的数字相对⽐较⼤，分辨率可以做得⽐较⾼，何乐⽽不为呢？这种想法是有道理的，但是限于LM358的频率响应不够⾼，15KHZ（PWM的⼯作频率⼤约为15.6K）的⽅波经358放⼤之后变成梯形波了，我们⽬前对电流峰值的采样应当采取梯形波的上边，如果放⼤倍数过⼤，梯形波的上边就会变得很窄⽽使单⽚机采样困难，甚⾄采样错误，⽐如采样到梯形波的斜边，因⽽不能正确反映电流的实际⼤⼩，这就会导致电流控制的紊乱。

所以宁愿放⼤倍数取⼩点以保证采样位置的准确⽆误。

3.⼿柄输⼊部分：⼿柄输出的电压范围在1.2-
4.2V的范围内，经过阻容滤波后输⼊到单⽚机处理。

⼿柄需要⼀个5V的电源才能⼯作。

4.电机转⼦位置传感器输⼊部分：由于该传感器安装在电机内部，采⽤开路输出的办法，所以除提供5V电源外，每个传感器都必须接上拉电阻，并对其输出的信号进⾏阻容滤波以抗⼲扰，同时在电源处接⼆极管、接地采⽤细铜膜做保险丝，防⽌电机相线与霍尔信号线短路后⾼电压反串近来损坏板⼦上别的零件。

5.刹车信号输⼊：由于刹车信号开关往往和刹车灯共⽤⼀个开关，每个⼚商的刹车电压也不统⼀，所以必须接⼊⼆极管防⽌⾼压串⼊。

⾼电平输⼊部分，要做到8-50V输⼊时都能正常⼯作。

6.其它功能开关信号⽐较简单，功能实现均依靠内部程序实现，在硬件中就不⼀⼀介绍。